Electrical Transformers And Rotating Machines pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Thomson Learning

作者:Herman, Stephen L.

出品人:

頁數:582

译者:

出版時間:

價格:1230.00元

裝幀:Pap

isbn號碼:9781401899424

叢書系列:

圖書標籤:

• Electrical Engineering
• Power Systems
• Transformers
• Rotating Machines
• Electric Machines
• Power Electronics
• Electrical Machines Design
• Motor Control
• Generator
• Induction Machines

好的，這是一本名為《Electrical Transformers and Rotating Machines》的圖書簡介，內容著重於該領域的核心概念、應用與發展趨勢，並確保內容詳實且自然流暢。 --- 圖書簡介：《Electrical Transformers and Rotating Machines》 導言：電力係統的核心基石 在現代電力工業的宏偉藍圖中，電力變壓器（Transformers）與鏇轉電機（Rotating Machines，主要指發電機和電動機）無疑是支撐電能産生、傳輸和使用的兩大支柱。它們共同構成瞭從發電廠到最終用戶，乃至驅動工業生産的核心物理載體。本書《Electrical Transformers and Rotating Machines》深入剖析瞭這兩大關鍵電氣設備的原理、設計、運行特性、維護策略以及未來的技術演進方嚮。 本書旨在為電氣工程專業的學生、電力行業的工程師、設計人員以及對電力設備有深入研究需求的專業人士提供一本全麵、深入且高度實用的參考資料。我們不僅僅停留在基礎理論的闡述，更注重將理論知識與實際工程應用緊密結閤，涵蓋瞭從基礎電磁理論到復雜係統集成的前沿議題。 第一部分：電力變壓器——電能轉換的魔術師 電力變壓器是實現交流電壓等級轉換的核心設備，其效率和可靠性直接影響著整個電網的穩定性。本書在變壓器部分，構建瞭從基本原理到高級應用的完整知識體係。 1. 變壓器基礎理論與結構解析 本章首先迴顧瞭法拉第電磁感應定律在綫性磁路中的應用，詳述瞭變壓器的工作原理，包括同名端、漏磁通對性能的影響，以及變壓器等效電路的建立與參數標定。重點分析瞭在不同負載條件下，變壓器損耗（銅耗與鐵耗）的分配，並深入探討瞭電壓調整率、效率計算的工程實踐方法。 在結構方麵，本書詳細描繪瞭電力變壓器的主要組成部分： 鐵芯係統： 涵蓋瞭不同等級鋼材（如晶粒取嚮矽鋼片）的選擇、疊片工藝、芯柱與夾件的設計，以及如何通過優化磁路結構來抑製諧波磁通和降低空載損耗。 繞組係統： 介紹瞭高、低壓繞組的類型（筒式、餅式、交聯式），匝數計算，以及高壓繞組中絕緣距離的閤理配置。 絕緣與冷卻係統： 這是決定變壓器壽命和安全運行的關鍵。本書詳細分析瞭油紙絕緣體係的機理、老化過程的監測（如溶解氣體分析DGA），以及不同冷卻方式（ONAN, ONAF, OFAF等）的熱流場仿真與散熱器設計。 2. 變壓器的特殊類型與高級應用 除瞭標準的三相電力變壓器外，本書還專門闢章節討論瞭變壓器傢族中的重要成員： 特種變壓器： 探討瞭儀用變壓器（電流互感器CT和電壓互感器PT）的設計原理，它們在計量和保護係統中的精確性要求，以及飽和特性對係統穩定性的影響。同時，對接地變壓器、補償變壓器（如用於SVC和STATCOM係統中的串聯補償）的設計和應用進行瞭深入探討。 非綫性與諧波問題： 現代電網中電力電子設備的普及帶來瞭嚴重的諧波汙染。本書分析瞭變壓器對三倍頻、五倍頻等諧波的響應特性，並重點介紹瞭采用多相繞組、分數匝數設計或附加中性綫來抑製諧波電流的有效策略。 暫態分析與保護： 變壓器投切、短路、雷電衝擊等暫態過程是其運行安全的主要威脅。本書結閤電磁暫態仿真（EMT），詳細闡述瞭瓦斯保護、差動保護、過流保護的動作原理、定值整定以及繼電保護的邏輯配置，確保設備在極端工況下的安全隔離。 第二部分：鏇轉電機——動力的源泉與負載的驅動者 鏇轉電機是實現電能與機械能相互轉換的裝置，其設計關乎能量轉換效率和機械可靠性。本書在電機部分，全麵覆蓋瞭同步機、異步機及直流電機的設計、建模與控製。 1. 異步電機（感應電機）的深度剖析 異步電機因其結構簡單、維護方便，在工業驅動領域占據主導地位。本書從基礎的“鏇轉磁場”理論齣發，詳細推導瞭等效電路的參數獲取方法，特彆是轉差率與轉矩特性的關係。 設計與優化： 重點討論瞭定子和轉子槽型設計（如深槽、雙籠結構）對啓動轉矩、最大轉矩和功率因數的影響。分析瞭鑄鋁轉子和焊製轉子的製造工藝及其對損耗和機械強度的影響。 變頻驅動與控製： 隨著電力電子技術的發展，矢量控製（Field-Oriented Control, FOC）和直接轉矩控製（Direct Torque Control, DTC）已成為主流。本書係統介紹瞭這些先進控製策略的數學模型、電流環與磁鏈環的設計，以及如何利用高性能變頻器實現電機在寬調速範圍內的精確、高效運行。 2. 同步發電機：電網的穩定器 同步電機（主要指交流發電機）是電力係統中最主要的電源設備。本書聚焦於大型汽輪發電機和水輪發電機的特性。 同步機模型與參數辨識： 詳細闡述瞭兩軸理論（d-q坐標係）在同步機分析中的應用，包括暫態電抗、次暫態電抗的求解方法和現場試驗辨識流程。 勵磁係統與電壓控製： 深入分析瞭有刷、無刷以及靜止補償勵磁係統（如PMSG的外部勵磁或PMG係統）的工作原理。重點討論瞭自動電壓調節器（AVR）的PID參數整定、動態響應特性以及其在維持電網電壓穩定中的關鍵作用。 並網穩定性： 對於發電機而言，係統運行的穩定性至關重要。本書分析瞭功角穩定、電壓穩定問題，並講解瞭如何利用自動並網裝置（如功角穩定器PSS）來抑製低頻振蕩，確保係統安全。 3. 新型電機技術與可持續發展 麵對全球能源轉型需求，本書對新興的電機技術進行瞭前瞻性介紹： 永磁電機技術（PMSM/PMSG）： 分析瞭永磁同步電機在電動汽車、風力發電中的優勢，包括高功率密度、高效率的實現機製，以及永磁材料（如釹鐵硼）的退磁機理與防護措施。 無刷直流電機（BLDC）與開關磁阻電機（SRM）： 探討瞭它們在精密控製和高可靠性應用中的獨特價值，以及相應的多相驅動拓撲結構。 第三部分：運行、維護與數字化趨勢 設備的設計再優秀，也需要可靠的運維保障。《Electrical Transformers and Rotating Machines》的最後一部分，聚焦於設備的全生命周期管理。 1. 狀態監測與故障診斷 強調從“定期檢修”嚮“狀態檢修”的轉變。詳細介紹瞭應用於變壓器和電機的主要在綫監測技術： 變壓器： 溶解氣體分析（DGA）的譜圖解讀，油介質損耗因數（Tanδ）的變化趨勢分析，以及局部放電（PD）監測技術在早期絕緣劣化發現中的應用。 電機： 繞組的絕緣電阻、吸收比、極化指數測試方法，轉子不平衡和不對中導緻的振動分析，以及基於電流特徵的繞組匝間短路早期檢測技術。 2. 數字化轉型與智能運維 本書展望瞭工業物聯網（IIoT）在電力設備管理中的應用前景。探討瞭如何利用傳感器網絡收集海量運行數據，結閤大數據分析和機器學習算法，建立設備的數字孿生模型（Digital Twin），從而實現故障的預測性維護（Predictive Maintenance, PdM），優化檢修窗口，最大化設備運行壽命和可靠性。 總結 《Electrical Transformers and Rotating Machines》是一部集理論深度、工程實用性與前沿視野於一體的專著。它不僅是學習電力係統核心知識的必備教材，更是電力行業工程師在麵對復雜設備選型、設計優化及運行挑戰時，值得信賴的工具書。通過本書的學習，讀者將能構建起紮實的理論基礎，掌握解決實際工程問題的能力，並能積極應對未來電力行業技術升級的挑戰。

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